Računar ima nekoliko nivoa, tipova memorije. Najvažnije vrste memorije za rad računara su memorija sa slučajnim pristupom (RAM) i eksterna memorija (VP).
RAM se naziva računarski uređaj dizajniran za pohranjivanje programa koji se izvršavaju u trenutnom trenutku, kao i svih podataka potrebnih za njihovo izvršavanje.
Računarski procesor ima direktan pristup na sve informacije koje se nalaze u RAM-u, i zato se programi u RAM-u mogu izvršavati od strane procesora, a podaci u RAM-u mogu se obraditi ovim programima.
RAM se takođe zove direktno adresiran pamćenje, memorija direktnog pristupa i označiti RAM(Ram memorija). Za RAM se koriste i neki drugi nazivi i oznake: ram memorija(RAM), glavna RAM memorija(OOP), samo glavna memorija(OP).
Maksimalno moguće količina RAM-a, koja se ponekad naziva adresni prostor, i količinu memorije, zapravo prisutni u mašini su bitne karakteristike ovaj model kao cjelina i konkretna kopija kompjutera. Adresni prostor je konstantna vrijednost za dati model, dok stvarna količina RAM-a može biti različita za različite instance, ali ne može biti veća od adresnog prostora za dati model. Za najnovije modele personalnih računara iz porodice IBM PC, maksimalna moguća količina RAM-a je 64 GB
Posebne karakteristike memorije sa slučajnim pristupom su njena nestabilnost i relativno visoka cijena. Nestalnost znači da kada se napajanje računara isključi, sve informacije pohranjene u RAM-u se nepovratno gube.
Osim RAM-a, personalni računar uključuje i pripadajuću keš memoriju, ili jednostavno keš memoriju (keš memoriju - zalihe, tajno skladište ili gotovinu, džeparac, odnosno novac koji je uvijek "pri ruci"). Ovo je ultra-brza memorija relativno male veličine, do 1-2 MB. U pogledu strukture i principa rada, keš memorija se ne razlikuje od glavne memorije. Međutim, brzina prijenosa podataka pri razmjeni s keš memorijom je mnogo veća nego pri razmjeni s RAM-om, ali i košta više. Keš memorija se koristi kao posredna veza između procesora i RAM-a, koja obezbeđuje povećanje brzine proračuna.
Eksterna memorija
Eksterna memorija je grupa uređaja koji su dizajnirani za dugotrajno skladištenje velikih količina informacija – programa i podataka.
Uprkos činjenici da se, zapravo, ovi uređaji nalaze unutar kućišta personalnog računara, termin "eksterna memorija" se koristi za njih, budući da se istorijski razvijao.
Procesor, odnosno uređaj koji obezbeđuje obradu podataka specificiranu programom, nema direktan pristup na eksternu memoriju. Stoga se program koji se nalazi u vanjskoj memoriji ne može u njoj izvršiti, a podaci se ne mogu ni na koji način obraditi. Ovo je glavna funkcionalna razlika između eksterne memorije i RAM-a. U eksternoj memoriji programi i podaci se pohranjuju u "stanju mirovanja", dok se u online programi i podaci pohranjuju za vrijeme izvršavanja (i samo za vrijeme izvršavanja) programa. Da biste izvršili bilo koji program, prvo ga trebate "uzeti iz skladišta" - pronaći ga na vanjskom uređaju i prenijeti u RAM, gdje se može izvršiti. Isto tako, da bi se obrađivali podaci koji se fizički nalaze u vanjskoj memoriji, oni se prvo moraju prenijeti u RAM.
Prenošenje programa iz eksterne memorije u RAM naziva se učitavanje programa, a pokretanje početka) njegovog izvršavanja naziva se pokretanjem programa ili prenošenjem kontrole na ovaj program. :
Najvažnija karakteristika eksterne memorije je njena nepostojanost. To znači da su informacije pohranjene u njemu. kako god da li je računar uključen ili isključen. Osim toga, eksterna memorija je mnogo jeftinija i ima znatno veće količine u odnosu na RAM. .
Možete uključiti više tvrdih diskova u svoj računar. Ali u praksi je lični računar najčešće opremljen samo jednim čvrstim diskom. Radi lakšeg organizovanja rada sa podacima, moguće je simulirati prisustvo kao dio računara od nekoliko tvrdih diskova, dijeleći disk koji je stvarno uključen u računar u red parcele, svaki od kojih ponaša se kao nezavisni disk. Takvi dijelovi pravog diska obično se nazivaju logičkim diskovi.
Svaki od disk jedinica uključenih u personalni računar ima svoju oznaku, koja se sastoji od jednog slova engleske abecede i dvotačke. Obično računar uključuje jednu flopi disk jedinicu, koja je uvijek označena A :. Tvrdi disk, bez obzira na to da li je disketna jedinica prisutna ili ne, uvijek se zove C:. Ako računar ima dodatne prave ili logičke čvrste diskove, CD-ROM, CD-R, CD-RW ili DVD uređaje, onda se za njihovu oznaku koriste sljedeća abecedna slova engleske abecede - D :, E :, F: itd. .d.
CPU
Procesor je glavni uređaj računara koji omogućava obradu podataka specificiranu programom.
Fizički, mikroprocesor je silikonski kristal ukupne površine 1-3 cm 2 kreiran posebnom tehnologijom. Ovaj kristal sadrži ogroman broj logičkih elemenata koji su ekvivalentni tranzistorima.Glavne funkcije procesora se sastoje od dvije komponente - stvarne radnje za obradu podataka i kontrola protoka takve radnje. Procesor računara je "sposoban" da izvrši određeni skup najjednostavnijih, elementarnih operacija obrade informacija. Čitav skup radnji koje može izvršiti procesor naziva se skup instrukcija tog procesora.
Specifičan niz mašinskih instrukcija koji obezbeđuje potrebne forme za obradu informacija program, napisano na nivou mašinskog jezika.
Programeri koji su radili sa mašinama prve generacije bili su primorani da pišu svoje programere u obliku mašinskih instrukcija. „Tada su razvijeni posebni algoritamski jezici, kao što su Fortran, Algol-60, Pascal, C i brojni drugi. Algoritmi za rješavanje problema obrade podataka na ovim jezicima su napisani u formi poznatijem ljudima, u terminima posebno odabranih riječi i notacija koje algoritmu daju sva svojstva potrebna za to (nedvosmislenost, konačnost itd.). Algoritam napisan na jednom od algoritamskih jezika naziva se i program. Zatim posebni programi - prevodioci (prevod ) - automatski prevodi tekst algoritma u mašinski jezik, na nivo binarnih kodova. Dobijeni mašinski program već može da izvrši procesor.
Da bi se ubrzalo izvršavanje mašinskih instrukcija, procesor obezbeđuje drugu vrstu memorije - registar. Registar je uređaj za kratkotrajno skladištenje informacija tokom njihove obrade. Još jednom vam skrećemo pažnju na činjenicu da su registri su dio procesora, umjesto da formiraju poseban uređaj. Registar može pohraniti jedan ili više znakova, broj, kod strojne instrukcije ili neku memorijsku adresu. Registri su najbrži oblik memorije, ali procesor ima samo nekoliko desetina registara.
Šema izvršavanja programa od strane procesora je prilično jednostavna. Procesor zauzvrat (počevši od prvog) bira (čita) iz RAM-a mašinske instrukcije koje čine program.
Pročitavši sljedeću naredbu, procesor svojim kodom određuje koju radnju treba izvršiti (sabiranje, množenje, poređenje itd.) i gdje će doći do podataka koje treba obraditi (na kojima treba izvršiti određenu radnju). Zatim se navedeni podaci čitaju iz glavne ili registarske memorije i na njima se izvodi željena radnja. Zatim, procesor, ako je navedeno u naredbi, piše rezultat obrada natrag u glavnu ili registarsku memoriju. Nakon toga se ponavlja ciklus izvršavanja naredbe - ponovo čitanje sljedeće naredbe iz RAM-a, dekodiranje, izvođenje radnji, upisivanje rezultata itd. Ovaj ciklus procesora se izvodi sve dok se u programu ne otkrije posebna naredba koja daje instrukcije procesoru. da prestanete sa izvršavanjem ovog programa.
Računarske procesore karakteriše niz parametara. Glavne su frekvencija takta i dužina mašinske riječi. Naziva se broj taktnih impulsa koje generiše generator takta u sekundi frekvencija sata kompjuter.
Brzina takta različitih procesora može se značajno razlikovati. Procesor izvršava svaku mašinsku instrukciju programa u određenom broju ciklusa. što je brzina takta veća, računar radi brže. Trenutno, personalni računari rade na taktovima do nekoliko gigaherca. U bliskoj budućnosti možemo očekivati pojavu mikroprocesora sa frekvencijom takta reda 10 GHz. Međutim, treba napomenuti da, prema teorijskim procjenama, mikroprocesori izrađeni prema savremenim tehnološkim pristupima neće moći premašiti frekvencije od 30-40 GHz.
Nakon proučavanja ove teme naučit ćete:
Šta je kompjuterska memorija i kako je povezana sa ljudskim pamćenjem;
- koje su karakteristike pamćenja;
- zašto se memorija računara deli na internu i eksternu;
- kakva je struktura i karakteristike interne memorije;
- koji su najčešći tipovi eksterne računarske memorije i koja je njihova namena.
Svrha i glavne karakteristike memorije
U procesu rada računara, programi, početni podaci, kao i srednji i konačni rezultati moraju biti negdje pohranjeni i na njih se moći pozivati. Za to računar ima različite uređaje za skladištenje, koji se nazivaju memorija. Informacije pohranjene u memorijskom uređaju predstavljaju različite simbole (brojeve, slova, znakove), zvukove, slike kodirane brojevima 0 i 1.
Računarska memorija je skup uređaja za pohranjivanje informacija.
U procesu razvoja kompjuterske tehnologije, ljudi su, voljno ili nehotice, pokušavali da osmisle i stvore različite tehničke uređaje za pohranjivanje informacija na sliku i priliku vlastitog pamćenja. Da bismo bolje razumjeli svrhu i mogućnosti različitih kompjuterskih uređaja za skladištenje podataka, može se povući analogija s načinom na koji se informacije pohranjuju u ljudskoj memoriji.
Može li čovjek pohraniti sve informacije o svijetu oko sebe u svoje pamćenje i da li su mu potrebne? Zašto, na primjer, pamtiti nazive svih gradova i sela u vašem kraju, kada, ako je potrebno, možete koristiti mapu područja i pronaći sve što vas zanima? Ne morate pamtiti cijene karata za vlak za različite smjerove, jer za to postoje usluge preporuke. A koliko različitih matematičkih tablica postoji, u kojima se izračunavaju vrijednosti nekih složenih funkcija! U potrazi za odgovorom, uvijek se možete obratiti na odgovarajući priručnik.
Informacije koje osoba stalno pohranjuje u svoju internu memoriju karakterizira mnogo manji volumen u odnosu na informacije koncentrisane u knjigama, filmovima, video kasetama, diskovima i drugim materijalnim nosiocima. Možemo reći da materijalni nosači koji se koriste za pohranjivanje informacija čine vanjsko pamćenje osobe. Da bi koristio informacije pohranjene u ovoj vanjskoj memoriji, osoba mora provesti mnogo više vremena nego da je pohranjena u vlastitoj memoriji. Ovaj nedostatak je nadoknađen činjenicom da vanjska memorija omogućava pohranjivanje informacija proizvoljno dugo vremena i može je koristiti mnogo ljudi.
Postoji još jedan način pohranjivanja informacija od strane osobe. Novorođena beba već nosi spoljašnje karakteristike i delimično karakter nasleđen od roditelja. Ovo je takozvana genetska memorija. Novorođenče može mnogo: diše, spava, jede... Stručnjak za biologiju će zapamtiti bezuslovne reflekse. Ovakva ljudska unutrašnja memorija može se nazvati konstantnom, nepromenljivom.
Sličan princip dijeljenja memorije koristi se u računaru. Sva memorija računara je podeljena na internu i eksternu memoriju. Slično ljudskoj memoriji, interna memorija računara je brza, ali ograničene veličine. Rad s vanjskom memorijom zahtijeva mnogo više vremena, ali vam omogućava pohranjivanje gotovo neograničene količine informacija.
Unutrašnje pamćenje sastoji se od nekoliko dijelova: RAM-a, trajne i keš memorije. To je zbog činjenice da se programi koje koristi procesor mogu uvjetno podijeliti u dvije grupe: privremene (trenutne) i trajne upotrebe. Programi i podaci zajma pohranjuju se u RAM i keš memoriju samo dok je računar uključen. Nakon isključivanja, dio interne memorije koji im je dodijeljen potpuno se briše. Drugi dio interne memorije, koji se naziva trajna memorija, je nepostojan, odnosno programi i podaci upisani u nju uvijek se pohranjuju, bez obzira da li je računar uključen ili isključen.
Eksterna memorija kompjuter, po analogiji sa načinom na koji osoba obično pohranjuje informacije u knjige, novine, časopise, na magnetne trake itd., može se organizovati i na različitim materijalnim nosačima: na disketama, na tvrdim diskovima, na magnetnim trakama, na laserskim diskovima ( kompakt diskovi).
Klasifikacija tipova računarske memorije prema namjeni prikazana je na slici 18.1.
Razmotrimo karakteristike i koncepte zajedničke za sve vrste memorije.
Postoje dvije uobičajene operacije s memorijom - čitanje (čitanje) informacija iz memorije i njihovo upisivanje u memoriju radi pohrane. Adrese se koriste za upućivanje na memorijska područja.
Kada se dio informacije pročita iz memorije, njegova kopija se prenosi na drugi uređaj, gdje se s njim izvode određene radnje: brojevi sudjeluju u proračunima, riječi se koriste pri kreiranju teksta, melodija se stvara od zvukova itd. Nakon čitanja, informacija ne nestaje i pohranjuje se u tom istom memorijskom području dok se na njeno mjesto ne upiše druga informacija.
Rice. 18.1. Vrste računarske memorije
Prilikom snimanja (snimanja) komade informacija, prethodni podaci pohranjeni na ovom mjestu se brišu. Novosnimljene informacije se pohranjuju sve dok se na njihovo mjesto ne upiše druga.
Operacije čitanja i pisanja može se uporediti sa postupcima reprodukcije i snimanja koji su vam poznati u svakodnevnom životu sa konvencionalnim kasetofonom. Kada slušate muziku, čitate informacije pohranjene na traci. U tom slučaju, informacije na traci ne nestaju. Ali nakon snimanja novog albuma vašeg omiljenog rok benda, informacije koje su prethodno bile pohranjene na traci bit će izbrisane i zauvijek izgubljene.
Čitanje (čitanje) informacija iz memorije – proces dobijanja informacija iz memorijskog područja na datoj adresi.
Snimanje (pohranjivanje) informacija u memoriju - proces stavljanja informacija u memoriju na datu adresu za skladištenje.
Način pristupa memorijskom uređaju za čitanje ili upisivanje informacija naziva se pristup. S ovim konceptom je povezan i takav memorijski parametar kao što je vrijeme pristupa, ili performanse memorije - vrijeme potrebno za čitanje iz memorije ili zapisivanje u nju minimalnog dijela informacija. Očigledno, za numerički izraz ovog parametra koriste se vremenske jedinice: milisekunda, mikrosekunda, nanosekunda.
Vrijeme pristupa, ili brzina, memorija - vrijeme potrebno za čitanje iz memorije ili zapisivanje u nju minimalnog dijela informacija.
Važna karakteristika svake vrste memorije je njen volumen, koji se naziva i kapacitet. Ovaj parametar pokazuje maksimalnu količinu informacija koja se može pohraniti u memoriju. Za mjerenje količine memorije koriste se sljedeće jedinice: bajtovi, kilobajti (KB), megabajti (MB), gigabajti (GB).
Količina (kapacitet) memorije je maksimalna količina informacija pohranjenih u njoj.
Unutrašnje pamćenje
U poređenju sa eksternom memorijom, karakteristične karakteristike interne memorije su visoke performanse i ograničen prostor. Fizički, interna memorija računara je predstavljena integrisanim mikro krugovima (čipovima), koji su smešteni u posebne nosače (utičnice) na ploči. Što je veća veličina interne memorije, to je problem teži i računar brže može da reši.
Permanentna memorija čuva informacije koje su veoma važne za normalan rad računara. Konkretno, sadrži programe potrebne za provjeru glavnih uređaja računara, kao i za pokretanje operativnog sistema. Očigledno je da se ovi programi ne mogu mijenjati, jer će uz bilo kakvu intervenciju naknadno korištenje računala odmah postati nemoguće. Stoga je dozvoljeno samo čitanje informacija koje su tamo trajno pohranjene. Ovo svojstvo memorije samo za čitanje objašnjava njen često korišten engleski naziv Read Only Memory (ROM) - memorija samo za čitanje.
Sve informacije snimljene u trajnoj memoriji se zadržavaju i nakon isključivanja računara, jer su mikrokola nepostojana. Informacije se obično upisuju u trajnu memoriju samo jednom — kada proizvođač proizvede odgovarajuće čipove.
Trajna memorija je uređaj za dugotrajno skladištenje programa i podataka.
Postoje dvije glavne vrste trajnih memorijskih čipova: jednokratno programabilni (nakon upisa, sadržaj memorije se ne može mijenjati) i koji se može ponovno programirati. Promena sadržaja višestruko programabilne memorije se vrši elektronskom radnjom.
Memorija sa slučajnim pristupom pohranjuje informacije potrebne za izvršavanje programa u trenutnoj sesiji: početne podatke, komande, međusobne i krajnje rezultate. Ova memorija radi samo kada je računar uključen. Nakon isključivanja, sadržaj RAM-a se briše, jer su mikrokrugovi nestabilni uređaji.
Memorija sa slučajnim pristupom je uređaj za pohranjivanje programa i podataka koje procesor obrađuje u trenutnoj sesiji.
RAM uređaj omogućava načine snimanja, čitanja i pohranjivanja informacija, a u svakom trenutku je moguć pristup bilo kojoj memorijskoj ćeliji. RAM se često naziva RAM (Random Access Memory).
Ako rezultate obrade trebate pohraniti na duže vrijeme, trebali biste koristiti neku vrstu vanjskog uređaja za pohranu.
BILJEŠKA!
Kada isključite računar, sve informacije u RAM memoriji se brišu.
Memorija sa slučajnim pristupom se odlikuje velikom brzinom i relativno malim kapacitetom.
RAM čipovi su montirani na štampanu ploču. Svaka takva ploča opremljena je kontaktima koji se nalaze duž donje ivice, čiji broj može biti 30, 72 ili 168 (slika 18.2). Za povezivanje sa drugim računarskim uređajima, takva se ploča sa svojim kontaktima ubacuje u poseban konektor (utor) na matičnoj ploči koji se nalazi unutar sistemske jedinice. Matična ploča ima nekoliko slotova za memorijske module, čija ukupna veličina može poprimiti brojne fiksne vrijednosti, na primjer, 64, 128, 256 MB i više.
Rice. 18.2. Mikrokrugovi (čipovi) memorije sa slučajnim pristupom
Keš memorija (engleski cache - skrovište, skladište) služi za povećanje performansi računara.
Keš memorija se koristi u razmjeni podataka između mikroprocesora i glavne memorije. Algoritam njegovog rada omogućava smanjenje učestalosti poziva mikroprocesora u RAM i, shodno tome, povećanje performansi računara.
Postoje dvije vrste keš memorije: interna (8-512 KB), koja se nalazi u procesoru, i eksterna (256 KB do 1 MB), instalirana na matičnoj ploči.
Eksterna memorija
Svrha eksterne memorije računara je dugoročno skladištenje informacija bilo koje vrste. Isključivanjem računara se ne briše eksterna memorija. Ova memorija je hiljadama puta veća od interne memorije. Osim toga, ako je potrebno, može se "nadograditi" na isti način kao što možete kupiti dodatnu policu za odlaganje novih knjiga. Ali pristup vanjskoj memoriji traje mnogo duže. Kako osoba provodi mnogo više vremena tražeći informacije u priručniku nego tražeći ih u vlastitoj memoriji, tako je i brzina pristupa (pristupa) vanjskoj memoriji mnogo veća nego operativnoj.
Potrebno je razlikovati koncepte medijuma za skladištenje i eksternog memorijskog uređaja.
Nosač je materijalni objekt koji može pohraniti informacije.
Eksterni memorijski uređaj (drive) je fizički uređaj koji omogućava čitanje i upisivanje informacija na odgovarajući medij.
Nosioci informacija u eksternoj memoriji savremenih računara su magnetni ili optički diskovi, magnetne trake i neki drugi.
Prema vrsti pristupa informacijama, eksterni memorijski uređaji se dijele u dvije klase: uređaji sa direktnim (slučajnim) pristupom i uređaji za sekvencijalni pristup.
U uređajima direktnog (slučajnog) pristupa, vrijeme pristupa informacijama ne ovisi o njihovoj lokaciji na nosiocu. Ova zavisnost postoji u uređajima sa sekvencijalnim pristupom.
Razmotrimo primjere poznate svima. Vrijeme pristupa za pjesmu na kaseti ovisi o lokaciji snimka. Da biste je preslušali, prvo morate premotati traku do tačke na kojoj je pjesma snimljena. Ovo je primjer sekvencijalnog pristupa informacijama. Vrijeme pristupa pjesmi na gramofonskoj ploči ne zavisi od toga da li je to prva pjesma na disku ili posljednja. Da biste slušali svoje omiljeno djelo, dovoljno je instalirati pickup plejera na određeno mjesto na disku gdje je pjesma snimljena ili naznačiti njegov broj na muzičkom centru. Ovo je primjer direktnog pristupa informacijama.
Pored prethodno uvedenih opštih karakteristika memorije za eksternu memoriju, koriste se koncepti gustine zapisa i brzine razmene informacija.
Gustina snimanja određuje se količinom snimljenih informacija po jedinici dužine staze. Jedinica mjere za gustinu snimanja je bit po milimetru (bit/mm). Gustoća snimanja ovisi o gustini staza na površini, odnosno broju zapisa na površini diska.
GUSTOĆA snimanja - količina snimljenih informacija po jedinici dužine staze.
Kurs razmjene informacija
zavisi od brzine njegovog čitanja ili pisanja na medij, što je, pak, određeno brzinom rotacije ili kretanja ovog medija u uređaju. Prema načinu pisanja i čitanja, eksterni memorijski uređaji (drijevi) se, ovisno o vrsti medija, dijele na magnetne, optičke i elektronske (fleš memorija). Razmotrimo glavne vrste vanjskih medija za pohranu.
Fleksibilni magnetni diskovi
Jedan od najčešćih medija za skladištenje su flopi diskovi (flopi diskovi) ili flopi diskovi (od engleskog floppy disk). Danas se široko koriste flopi diskovi vanjskog prečnika 3,5 "(") ili 89 mm, koji se obično nazivaju 3". Diskovi se nazivaju "flopi" jer je njihova radna površina napravljena od elastičnog materijala i zatvorena je u tvrdu magnetna površina diska u zaštitnom omotu ima prozor zatvoren kapkom.
Površina diska je prekrivena posebnim magnetnim slojem. Upravo ovaj sloj omogućava skladištenje podataka predstavljenih binarnim kodom. Prisustvo magnetizovane površine kodirano je sa 1, a odsustvo sa 0. Informacije se snimaju sa obe strane diska na tragovima koji su koncentrični krugovi (Slika 18.3). Svaka staza je podijeljena na sektore. Staze i sektori su magnetizirana područja površine diska.
Rad sa disketom (pisanje i čitanje) moguć je samo ako ima magnetne oznake na stazama i sektorima. Postupak za preliminarnu pripremu (označavanje) magnetnog diska naziva se formatiranje. Za to je u sistemski softver uključen poseban program, uz pomoć kojeg se disk formatira.
Rice. 18.3. Označavanje površine diskete
Formatiranje diska je proces magnetnog označavanja diska na staze i sektore.
Uređaj koji se naziva disketna jedinica ili flopi disk jedinica (floppy disk drive) dizajniran je za rad sa flopi diskovima. Flopi disk spada u grupu drajvova sa direktnim pristupom i instaliran je unutar sistemske jedinice.
Disketa se ubacuje u slot drajva, nakon čega se zatvarač automatski otvara i disk rotira oko svoje ose. Kada ga odgovarajući program pozove, magnetna glava za čitanje/pisanje se instalira preko sektora diska u koji je potrebno upisati ili odakle je potrebno čitati informacije. Za to je pogon opremljen sa dva koračna motora. Jedan motor rotira disk unutar zaštitne navlake. Što je veća brzina rotacije, informacije se brže čitaju, što znači da se povećava i brzina razmjene informacija. Drugi motor pomiče glavu za čitanje/pisanje duž radijusa površine diska, što određuje još jednu karakteristiku eksterne memorije - vrijeme pristupa informacijama.
Zaštitna koverta ima poseban prozor za zaštitu od pisanja. Ovaj prozor se može otvoriti ili zatvoriti klizačem. Za zaštitu informacija na disku od promjene ili brisanja, otvara se ovaj prozor. U tom slučaju pisanje na disketu postaje nemoguće i ostaje dostupno samo čitanje s diska.
Za upućivanje na disk instaliran u pogonu, koriste se posebni nazivi u obliku latiničnog slova s dvotočkom. Prisustvo dvotočka iza slova omogućava računaru da razlikuje slovo disk jedinice od slova disk jedinice, jer je to opšte pravilo. Pogon za čitanje informacija sa diska od 3 inča nosi naziv A: ili ponekad B:.
Zapamtite pravila za rad sa disketama.
1. Ne dodirujte radnu površinu diska rukama.
2. Ne stavljajte diskove blizu jakog magnetnog polja kao što je magnet.
3. Ne izlažite diskove toplini.
4. Preporučljivo je napraviti kopije sadržaja disketa u slučaju oštećenja ili kvara.
Tehnologije koje dodatno koriste kompresiju informacija (ZIP disk) tokom snimanja mogu značajno povećati volumen pohranjen na magnetnom disku.
Tvrdi magnetni diskovi
Tvrdi magnetni diskovi su jedna od bitnih komponenti personalnog računara. Oni su set metalnih ili keramičkih diskova (paket diskova) prekrivenih magnetnim slojem. Diskovi, zajedno sa sklopom magnetne glave, instalirani su unutar zatvorenog kućišta pogona, koji se obično naziva tvrdi disk. Hard disk (tvrdi disk) se odnosi na disk jedinice sa direktnim pristupom.
Izraz "Winchester" nastao je od žargonskog naziva za prvi model tvrdog diska od 16Kb (IBM, 1973), koji je imao 30 traka od 30 sektora, što se slučajno poklopilo sa kalibrom 30"/30" čuvene lovačke puške Winchester. .
Glavne karakteristike hard diskova:
♦ hard disk pripada klasi medija sa slučajnim pristupom informacijama;
♦ za pohranjivanje informacija, hard disk je podijeljen na staze i sektore;
♦ za pristup informacijama, jedan pogonski motor rotira diskovni paket, drugi postavlja glave na mjesto čitanja/pisanja informacija;
♦ Najčešće veličine tvrdog diska su 5,25 i 3,5 inča u vanjskom prečniku.
Magnetni čvrsti disk je vrlo složen uređaj s visokopreciznom mehanikom čitanja/pisanja i elektroničkom pločom koja kontrolira rad diska. Kako bi se sačuvale informacije i performanse tvrdih diskova, potrebno ih je zaštititi od udaraca i iznenadnih trzaja.
Proizvođači tvrdih diskova usmjerili su svoje napore na stvaranje tvrdih diskova većeg kapaciteta, pouzdanosti, brzine prijenosa podataka i manje buke. Mogu se razlikovati sljedeći glavni trendovi u razvoju tvrdih magnetnih diskova:
♦ razvoj tvrdih diskova za mobilne aplikacije (na primjer, jedan, dva inča hard diskova za prijenosna računala);
♦ razvoj oblasti primene koje se ne odnose na personalne računare (u televizorima, videorekorderima, automobilima).
Za upućivanje na tvrdi disk, koristi se naziv specificiran bilo kojim latiničnim slovom, koji počinje sa C:. Ako je instaliran drugi hard disk, dodeljuje mu se sledeće slovo latiničnog alfabeta D: itd. Radi praktičnosti rada u operativnom sistemu moguće je, uz pomoć posebnog sistemskog programa, jedan fizički disk uslovno podeliti na nekoliko nezavisnih dijelova koji se nazivaju logički diskovi. U ovom slučaju, svakom dijelu jednog fizičkog diska se dodjeljuje vlastito logičko ime, što vam omogućava da im samostalno pristupite: C :, D : itd.
Optički diskovi
Optički ili laserski medij su diskovi na čiju površinu se snimaju informacije pomoću laserskog snopa. Ovi diskovi su napravljeni od organskih materijala sa tankim slojem aluminijuma naprskanog na površinu. Takvi diskovi se često nazivaju CD-ovi ili CD-ovi (Compact Disk). Laserski diskovi su trenutno najpopularniji medij za pohranu podataka. Sa dimenzijama (prečnik - 120 mm) uporedivim sa disketama (prečnik - 89 mm), kapacitet modernog CD-a je oko 500 puta veći od kapaciteta diskete. Kapacitet laserskog diska je približno 650 MB, što je ekvivalentno skladištenju tekstualnih informacija od oko 450 knjiga ili zvučnog fajla od 74 minuta.
Za razliku od magnetnih diskova, laserski disk ima jednu spiralnu stazu. Informacije o spiralnoj stazi snimaju se snažnim laserskim snopom, koji izgara udubljenja na površini diska i predstavlja smjenu udubljenja i izbočina. Prilikom čitanja informacija, izbočine reflektiraju svjetlost slabog laserskog snopa i percipiraju se kao jedinica (1), doline apsorbiraju zrak i, shodno tome, percipiraju se kao nula (0).
Beskontaktna metoda čitanja informacija pomoću laserskog zraka određuje trajnost i pouzdanost kompaktnih diskova. Kao i magnetni diskovi, optički diskovi su uređaji sa slučajnim pristupom. Optički disk je imenovan - prvo slobodno latinično slovo koje se ne koristi za nazive tvrdog diska.
Postoje dvije vrste uređaja za pohranu (optički pogoni) za rad sa laserskim diskovima:
♦ CD-ROM drajv koji samo čita informacije koje su prethodno zapisane na disku. Ovo objašnjava naziv optičke disk jedinice CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory). Nemogućnost snimanja informacija u ovom uređaju objašnjava se činjenicom da je u njemu ugrađen izvor slabog laserskog zračenja, čija je snaga dovoljna samo za čitanje informacija;
♦ optički uređaj koji omogućava ne samo čitanje, već i pisanje informacija na CD. Zove se CD-RW (rewritable). CD-RW uređaji imaju dovoljno snažan laser koji vam omogućava da promijenite reflektivnost površinskih površina tokom procesa snimanja diska i spalite mikroskopske udubine na površini diska ispod zaštitnog sloja, čime se snimaju direktno u disk drajv računara.
DVD-ovi, poput CD-a, pohranjuju podatke locirajući izbočine (zareze) duž spiralnih staza na reflektirajućoj, plastično obloženoj metalnoj površini. Laser koji se koristi u DVD snimačima/čitačima stvara manje zareze za veću gustinu podataka.
Uvođenje poluprozirnog sloja, koji je transparentan za svjetlost jedne valne dužine i reflektira svjetlost druge valne dužine, omogućava vam da kreirate dvoslojne i dvostrane diskove i samim tim povećate kapacitet diska na istoj veličini. Istovremeno, geometrijske dimenzije DVD-a i CD-a su iste, što je omogućilo stvaranje uređaja sposobnih za reprodukciju i snimanje podataka na CD-u i DVD-u. Ali pokazalo se da to nije granica. Sofisticirana tehnologija kompresije podataka koristi se za snimanje videa i zvuka na DVD, što omogućava da se još više informacija smjesti u manje prostora
Magnetne trake
Magnetne trake su medij sličan onom koji se koristi u audio kasetama u kućnim kasetofonima. Uređaj koji snima i čita informacije sa magnetnih traka naziva se streamer (od engleskog stream - strujati, teći; teći). Stremer je uređaj sa sekvencijalnim pristupom informacijama i karakteriše ga mnogo manja brzina pisanja i čitanja informacija u odnosu na disk drajvove.
Glavna svrha streamera je stvaranje arhiva podataka, sigurnosne kopije i pouzdano skladištenje informacija. Mnoge velike banke, komercijalne firme, trgovačka preduzeća na kraju planskih perioda prenose važne informacije na magnetne trake i stavljaju kasete u arhive. Osim toga, informacije s tvrdog diska se periodično snimaju na trake kako bi se koristile u slučaju nepredviđenog kvara tvrdog diska, kada je hitno potrebno vratiti informacije pohranjene na njemu.
Fleš memorija
Flash memorija se odnosi na elektronsku nepromjenjivu vrstu memorije. Princip rada fleš memorije sličan je principu rada memorijskih modula računara.
Glavna razlika je u tome što je nepromjenjiv, odnosno pohranjuje podatke dok ih sami ne izbrišete. Pri radu sa fleš memorijom koriste se iste operacije kao i sa drugim medijima: pisanje, čitanje, brisanje (brisanje).
Flash memorija ima ograničen vijek trajanja, što ovisi o količini informacija koje se mogu ponovno upisivati i učestalosti njihovog osvježavanja.
Uporedne karakteristike
Savremeni računari, po pravilu, imaju eksternu memoriju koju čine: hard disk, 3,5-inčni flopi disk drajv, CD-ROM, fleš memorija. Zapamtite da su magnetni diskovi i trake osjetljivi na magnetna polja. Konkretno, postavljanje snažnog magneta u blizini s njima može uništiti informacije pohranjene na navedenim medijima. Stoga je korištenjem magnetnih nosača potrebno osigurati njihovu udaljenost od izvora magnetnih polja.
Tabela 18.1 upoređuje veličine memorije najčešćih modernih memorijskih uređaja i medija za pohranu o kojima je ranije bilo riječi.
Tabela 18.1. Uporedne karakteristike memorijskih uređaja
personalni računar, avgust 2006
Test pitanja i zadaci
1. Kapacitet diskete od 3,5 inča je 1,44 MB. Laserski disk može sadržavati 650 MB informacija. Odredite koliko će flopi diskova biti potrebno za smještaj informacija s jednog laserskog diska.
2. Prečnik flopi diskova je naveden u inčima. Izračunajte dimenzije disketa u centimetrima (1 inč = 2,54 cm).
3. Utvrđeno je da je za upisivanje jednog znaka potreban 1 bajt memorije. U kvadratnu svesku, koja se sastoji od 18 listova, upisujemo po jedan simbol u svaku ćeliju. Koliko bilježnica se može snimiti na jednu disketu od 1,44 MB?
4. Odredite količinu memorije koja je potrebna za pohranjivanje 2 miliona znakova. Koliko diskova od 1,44 MB mi je potrebno da zabilježim ove informacije?
5. Vaš čvrsti disk ima kapacitet od 2,1 GB. Uređaj za prepoznavanje govora prikuplja informacije maksimalnom brzinom od 200 slova u minuti. Koliko je vremena potrebno za razgovor da se popuni 90% memorije tvrdog diska?
6. Koja je svrha uređaja za skladištenje podataka u računaru?
7. Koje vrste pamćenja poznajete i koja je njihova glavna razlika?
8. Za šta se koristi eksterna memorija pri radu na personalnom računaru?
9. Koja je suština čitanja i upisivanja informacija u memoriju?
10. Koje karakteristike poznajete koje su zajedničke svim vrstama pamćenja?
11. Koje su karakteristike interne memorije računara?
12. Koje su karakteristike trajnog pamćenja?
13. Koje su karakteristike RAM-a?
14. Koje su karakteristike keš memorije?
15. Navedite karakteristične karakteristike interne i eksterne memorije računara.
16. Koje specifične karakteristike eksterne memorije poznajete?
17. Navedite nosioce informacija koje su vam poznate od davnina do danas. Rasporedite ih hronološkim redom.
18. Dajte kratak opis najčešćih uređaja za skladištenje podataka koji se koriste u računaru.
19. Koja je razlika između direktnog i sekvencijalnog pristupa informacijama u medijima?
20. Navedite opća svojstva i karakteristične karakteristike disketa i tvrdih diskova.
21. Šta je CD, CD-ROM, CD-R?
22. Kada je preporučljivo koristiti streamer?
23. Popuniti tabelu 18.1 podacima za određeni model računara.
Računarska memorija (uređaj za skladištenje, memorijski uređaj) je dio računara, fizičkog uređaja ili medija za primanje, pohranjivanje i izdavanje podataka koji se koriste u računanju tokom određenog vremenskog perioda.
Najmanja jedinica informacija je bit ili višekratnik: kilobit (1 kb = 1024 bita), megabit (1 Mb = 1024 kbps), gigabit (1 Gb = 1024 Mb). Ali češće koriste jedinicu bajta (1 bajt = 8 bita) ili više jedinica: kilobajt (1 KB = 1024 bajta), megabajt (1 MB = 1024 kB), gigabajt (1 GB = 1024 MB). Terabajti i petabajti se koriste za mjerenje velikih količina memorije.
Računarska memorija se može klasificirati prema vrsti pristupa:
- sekvencijalni pristup (magnetne trake)
- slučajni pristup (RAM)
- direktan pristup (tvrdi magnetni diskovi);
- asocijativni;
po vrsti napajanja:
- nepostojan (RAM i keš memorija)
- statički (SRAM - statička memorija sa slučajnim pristupom)
- dinamički (DRAM - dinamička memorija s slučajnim pristupom)
- nepostojan (tvrdi diskovi, CD-ovi, fleš memorija)
po dogovoru:
- tampon;
- privremeni;
- keš memorija;
- korektivno;
- menadžer;
- kolektivno.
prema vrsti medija i načinu snimanja informacija:
- akustični;
- holografski;
- kapacitivni;
- kriogena;
- laser;
- magnetni;
- magneto-optički;
- molekularni;
- poluvodič;
- ferit;
- fazno obrnuta;
- elektrostatički.
RAM računara
Memorija sa slučajnim pristupom (RAM) - Memorija sa slučajnim pristupom je brzi uređaj za skladištenje direktno povezan sa procesorom i namenjen za pisanje, čitanje i skladištenje izvršnih programa i podataka.
Memorija sa slučajnim pristupom i keš memorija su nestabilne – podaci se u njima pohranjuju privremeno – dok se računar ne isključi, a dinamička memorija (za razliku od statičke memorije) zahtijeva stalno ažuriranje (regeneraciju) podataka.
Najčešći tip memorijskog kola je DRAM (Dynamic Memory). U ovim sjećanjima, značenje svakog bita je pohranjeno u malom kondenzatoru. Ovi kondenzatori se isprazne - i to vrlo brzo, nakon otprilike 1 ms - pa se njihov sadržaj može izgubiti. Da bi se to spriječilo, posebni krugovi povremeno pune kondenzatore. Naziv za memoriju, "dinamička", dolazi od ovog kontinuiranog procesa punjenja.
U proizvodnji memorijskih modula, u pravilu, jedna kompanija proizvodi mikro kola (čipove), a druga sama izrađuje module (montaža i lemljenje). U svijetu nema više od 10 proizvođača čipova Veliki proizvođači čipova: Samsung, Micron, LG, Hynix, Toshiba, Nec, Texas Instruments sprovode temeljno testiranje gotovih proizvoda, ali ne prolaze svi čipovi kroz puni ciklus testiranja. Na osnovu toga, proizvodi ovih kompanija mogu se grubo podijeliti u tri kategorije: klasa A, B i C.
Prvo, spremni su mikro krugovi koji su prošli puni ciklus testiranja (tzv. čipovi klase A, otprilike 10% svih proizvoda) - smatraju se najkvalitetnijim i najpouzdanijim. Oni su i najskuplji jer pružaju pouzdane performanse u svim uslovima. Ovu kategoriju čipova koriste poznati proizvođači memorijskih modula.
Drugi (čipovi klase B) - memorijski moduli sa manjim nedostacima, u čijoj fazi testiranja su pronađene greške. Ovi čipovi se u velikim količinama isporučuju proizvođačima jeftinih memorijskih modula, a zatim dođu na slobodno tržište. Može se dogoditi da moduli napravljeni na bazi mikrokola klase B rade brzo i pouzdano, ali u sistemima gdje je prije svega potrebna pouzdanost, takvi moduli se ne koriste.
Treći (čipovi klase C), koje proizvođač uopće nije testirao na brzinu i pouzdanost. Jasno je da takvi proizvodi imaju najnižu cijenu na tržištu, jer sva odgovornost za testiranje pada na proizvođače modula. Upravo ta mikro kola koriste proizvođači jeftine memorije klase noname, a stabilnost ovih proizvoda je pod ozbiljnom sumnjom. Pouzdanost standardnog memorijskog modula određena je kombinacijom mnogih faktora. Konkretno, to je broj slojeva štampane ploče (PCB), kvalitet elektronskih komponenti, kompetentno rutiranje kola, kao i tehnologija proizvodnog procesa. Kako bi smanjili cijenu gotovih proizvoda, mali proizvođači modula štede na malim komponentama, koje se često jednostavno ne zalemljuju na modul.
Glavna memorija na računaru je organizovana u kola kao što su SIMM ili DIMM. Postoje različite vrste takvih shema koje se razlikuju po brzini pristupa podacima u memoriji.
Personalni računar ima dva nivoa keš memorije: prvi nivo je brži i manje veličine i nalazi se unutar procesora, a drugi je na matičnoj ploči.
Memorija za skladištenje: hard disk, SSD uređaji
Tvrdi disk (hard disk drive (HDD), "hard disk") je uređaj za pohranjivanje informacija, koji koristi princip magnetskog snimanja. Unutar ovog medija podaci se snimaju na tvrdim pločama napravljenim od legure lakih metala ili stakla i prekrivenim slojem posebnog magnetskog materijala (najčešće - krom-dioksida). Ovisno o dizajnu, uređaj može koristiti jednu ili više ovih ploča koje se brzo rotiraju na istoj osi.
Hard disk uređaj: 1 - permanentni magnet; 2 - elektromagnetni aktuator; 3 - glava za čitanje/pisanje informacija; 4 - vreteno motora koji rotira ploče diska; 5 - tijelo, osigurava zaptivanje; 6 - paket ploča magnetnog diska 7 - kabel za spajanje glava na upravljačku ploču Zbog rotacije se stvara svojevrsni pritisak zraka, zbog kojeg glave za očitavanje ne dodiruju površinu ploča, iako su im vrlo blizu (samo nekoliko mikrometara). Ovo garantuje pouzdanost pisanja/čitanja podataka. Kada se ploče zaustave, glave se pomiču izvan svoje površine, pa je mehanički kontakt između glava i ploča praktično isključen. Ovaj dizajn osigurava izdržljivost ovog tipa uređaja za pohranu.
Glavne karakteristike hard diskova:
Kapacitet je metrika koja određuje količinu podataka koja se u njemu može pohraniti. Danas postoje hard diskovi kapaciteta preko 4.000 GB. Treba imati na umu da prilikom označavanja kapaciteta uređaja za pohranu, proizvođači koriste vrijednosti koje nisu višestruki od 1024 (kako se obično prihvaća), već je 1000 tvrdi disk, čiji je kapacitet, prema oznaci, je 500 GB, u stvari, ne može pohraniti više od 465 GB informacija.
Interfejs je skup komunikacionih linija koje povezuju uređaj za skladištenje sa matičnom pločom računara. Svaki tip interfejsa ima svoje karakteristike i brzinu prenosa podataka. Najčešći u ovom trenutku je SATA interfejs. Starija PATA se također nalazi, ali rijetko.
Parametri hard diska
Klasični čvrsti disk ima formu od 3,5 inča. Laptopi, netbookovi i drugi prenosivi uređaji najčešće koriste 2,5 ili 1,8 inča, iako postoje i druge opcije.
Vrijeme slučajnog pristupa je prosječan vremenski period tokom kojeg uređaj vrši pozicioniranje glave na željeno područje magnetne ploče. Ovaj parametar u modernim uređajima varira u rasponu od 2,5 - 16 ms (što manje, to bolje).
Brzina rotacije vretena - broj okretaja magnetnih ploča tvrdog diska u jednoj minuti. Performanse uređaja direktno zavise od ovog indikatora (što je veće, to bolje), kao i njegove potrošnje energije, stepena vibracija i buke (što manje, to bolje). Ovdje je važan balans: za stacionarne računare bolje je odabrati brži medij, za prijenosni - ekonomičniji i tiši. Brzina vretena modernih tvrdih diskova može varirati od 4.200 do 15.000 o/min.
Kapacitet bafera specijalne interne brze memorije diska, dizajnirane za privremeno skladištenje podataka kako bi se izgladili prekidi u čitanju i zapisivanju informacija na medij i prenošenju istih preko interfejsa. U modernim uređajima za skladištenje, bafer može biti veličine do 64 MB. Što je ovaj pokazatelj veći, to bolje.
Nedavno je počelo izdavanje tvrdih diskova sa ugrađenom fleš memorijom kao keš memorijom, što značajno poboljšava pokazatelje brzine pogona.
Proizvodne firme: IBM, Hitachi, Seagate, Samsung, Western Digital.
Da bi se povećala ukupna količina informacija snimljenih na magnetskom mediju, razvijena je nova vrsta snimanja - okomita - kada su magnetni momenti orijentisani okomito na podlogu, zbog čega se povećava njihova gustoća, umjesto uzdužno.
Snimanje magnetskih informacija uzdužnog (a) i okomitog (b) tipa SSD diskovi
Solid State Drive (SSD - Solid State Drive) je trajni uređaj za pohranjivanje računala koji se može ponovo upisivati bez pokretnih mehaničkih dijelova baziran na memorijskim čipovima razvijenim na bazi poluvodičke tehnologije.
Postoje samo 2 tipa SSD diskova: SSD diskovi bazirani na flash-u (najpopularniji i najčešći) i SSD-ovi bazirani na RAM-u.
Osnovni princip organizacije rada fleš memorije je njeno skladištenje 1 bita podataka u nizu tranzistora sa plutajućim vratima (elementarne ćelije), promjenom i registracijom električnog naboja u izoliranom području poluvodičke strukture. Glavna karakteristika tranzistora sa efektom polja, koja mu je omogućila da stekne univerzalno priznanje kao nosilac podataka, bila je sposobnost da zadrži električno pražnjenje na plutajućoj kapiji do 120 mjeseci. Sama plutajuća kapija izrađena je od polikristalnog silicija i sa svih strana je okružena dielektričnim slojem, što isključuje mogućnost njegovog kontakta s elementima tranzistora. Nalazi se između dielektrične obloge i kontrolne kapije. Kontrolna elektroda tranzistora s efektom polja naziva se kapija.
Zapisivanje i brisanje informacija nastaje zbog promjene primijenjenog naboja između kapije i izvora sa velikim potencijalom, sve dok jačina električnog polja u dielektriku između kanala tranzistora i izolovanog područja ne postane dovoljna za nastanak tuneliranja. efekat. Dakle, elektroni prolaze kroz dielektrični sloj do plivajućeg gejta, dajući mu naelektrisanje i, prema tome, ispunjavajući elementarnu ćeliju malom informacijom. Takođe, da bi se pojačao efekat tuneliranja elektrona tokom snimanja, primenjuje se slabo ubrzanje elektrona propuštanjem struje kroz kanal tranzistora sa efektom polja.
Da bi se uklonile informacije, kapija je opremljena negativnim naponom velike snage kako bi se omogućilo da elektroni prođu od plutajuće kapije do izvora. Ova organizacija jediničnih ćelija, kombinovanih u stranice, blokove i nizove, čini SSD uređaj.
Prednosti SSD diskova:
- nedostatak mehaničkih komponenti;
- brzina čitanja i pisanja je mnogo veća od brzine tvrdih diskova sa interfejsom (SATA2 - 3 GB / s, SATA3 - 6 GB / s) i ograničena je samo mogućnostima korišćenih kontrolera;
- niska potrošnja energije;
- nizak nivo buke (zbog nedostatka pokretnih dijelova);
- visoka otpornost na mehanička opterećenja (pada, udarce)
- stabilnost vremena čitanja datoteka, bez obzira na njihovu lokaciju ili fragmentaciju;
- male dimenzije i težina;
- širok potencijal za poboljšanje karakteristika i proizvodnih tehnologija.
Nedostaci SSD diskova:
- ograničenja broja ciklusa ponovnog pisanja: (MLC, Multi-Level Cell, multi-level memorijske ćelije) fleš memorija - oko 10.000 puta, skuplje vrste memorije (SLC, Single-Level Cell, single-level memorijske ćelije) - oko 100.000 puta;
- visoka cijena SSD diska. Cena SSD diskova je direktno proporcionalna njihovoj zapremini, dok cena hard diskova zavisi od broja ploča, a manje od zapremine diska.
RAID nizovi
RAID niz (Redundant Array of Inexpensive / Independent Disks) je matrica jeftinih nezavisnih uređaja (tvrdi diskovi sa ATA ili SATA interfejsom) sa redundantnošću informacija, kojoj je poveren zadatak da obezbedi toleranciju grešaka i poveća performanse obrade podataka, kontrolisano od strane kontrolera i povezan je kanalima velike brzine i percipira se od strane eksternog sistema kao celine.
Organizacija RAID - nizova. U zavisnosti od vrste korišćenog niza, može da obezbedi različite stepene pouzdanosti (pouzdanosti) i performansi.
RAID ima dvije svrhe:
- povećanje pouzdanosti skladištenja informacija;
- povećanje brzine pisanja/čitanja.
Najpopularnije vrste RAID-a su RAID 0, 1 i 0+1.
Tolerancija na greške niza se postiže redundantnošću informacija pohranjenih na tvrdim diskovima, odnosno, dio kapaciteta diskovnog prostora (memorije) se dodjeljuje u servisne svrhe, postajući nedostupan korisniku. Redundantne informacije mogu se ili postaviti na namjenski disk ili distribuirati na sve diskove u nizu. Postoji mnogo načina za generiranje suvišnih informacija. Najjednostavniji od njih, potpuno umnožavanje (ili refleksija), je 100 posto suvišan. Da bi se smanjila redundantnost (povećala količina korisnog prostora na disku), koriste se različite matematičke metode, kao što je izračunavanje pariteta ili primjena kodova za ispravljanje grešaka.
RAID 0 je niz diskova sa 2 ili više diskova, u kojem su informacije podijeljene u A n blokova i sekvencijalno upisane na čvrste diskove bez zaštite od kvara. U ovom slučaju, podaci su podijeljeni u blokove (trake), paralelno zapisani na različite diskove (na primjer, kada se istovremeno koriste dva čvrsta diska) i zajednički su uključeni u svaku operaciju unosa/izlaza informacija.
Prednosti ovog pristupa su visoke performanse za I/O-intenzivne aplikacije, jednostavnost implementacije i niska cijena po volumenu. Glavni nedostatak je kvar bilo kojeg diska što dovodi do gubitka svih podataka u nizu.
RAID 1 je niz diskova sa 100 posto redundancijom i ima veoma visok nivo pouzdanosti skladištenja podataka zbog njihovog dupliciranja („zrcaljenja“). Ogledalo je tradicionalni način da se poboljša pouzdanost malog diska. U najjednostavnijoj verziji koriste se dva diska na kojima su snimljene iste informacije. U slučaju kvara na jednom od diskova ostaje duplikat koji nastavlja raditi u istom režimu.
Šema snimanja informacija u RAID 1 nizu (ogledalo) Prednosti - jednostavnost implementacije i oporavka skupova podataka, kao i visoke performanse za aplikacije sa velikim intenzitetom potražnje. Nedostaci - niska brzina prijenosa podataka uz dvostruku cijenu po jedinici volumena, jer postoji 100% redundantnost.
RAID 2 je niz koji koristi Hamingov kod za ispravljanje grešaka.
RAID 3 i 4 koriste niz prugastih diskova sa namenskim diskom za paritet.
RAID 5. U ovom slučaju, svi podaci se dijele na blokove i za svaki skup se izračunava kontrolna suma, koja je pohranjena na jednom od diskova – ciklički se upisuje na sve diskove u nizu (naizmenično na svaki) i koristi se za oporavak podataka. Otporan na ne više od jednog gubitka diska.
Raspored polja RAID 5 RAID 6. Sve razlike se svode na činjenicu da se koriste dvije šeme pariteta. Sistem je otporan na kvarove dvostrukog pogona. Glavna poteškoća je u tome što da biste ovo implementirali, morate obaviti više operacija prilikom pisanja. Zbog toga je brzina pisanja izuzetno spora.
RAID 10 - RAID 0 izgrađen od RAID 1 nizova.
RAID 50 - RAID 0 izgrađen od RAID-a 5.
RAID 60 - RAID 0 izgrađen od RAID 6.
Kombinovani nizovi. Za više diskova, umjesto RAID 1, možete koristiti RAID 0 + 1, RAID 1 + 0 ili RAID 10, koji su kombinacije RAID 0 i RAID 1 koje pružaju bolje performanse i pouzdanost sistema. Prva cifra označava nivo sastavnih nizova, a druga cifra - kakvu organizaciju ima najviši nivo koji objedinjuje (nizovi).
Kombinacija RAID 0 + 1, koja je niz RAID 1 izgrađen na vrhu nizova RAID 0. Kao i kod RAID 1 niza, samo polovina kapaciteta diska će biti dostupna. Ali, kao i kod RAID-a 0, brzina će biti veća nego kod jednog diska. Za implementaciju ovakvog rješenja potrebna su najmanje 4 diska.
Šematski prikaz RAID 0 + 1 (a) i RAID1 + 0 (b) niza RAID 0 + 1 ima visoke performanse i povećanu pouzdanost, podržan je čak i od jeftinih RAID kontrolera i jeftino je rješenje.
RAID 1 + 0 (RAID10). Ovaj nivo ne zahteva nikakve matematičke proračune kontrolne sume u bilo kojoj fazi izgradnje ili rada. Iz tog razloga, nema značajne degradacije u performansama, ispostavlja se da je u RAID 5 kada jedan od diskova pokvari. Samo paran broj diskova N = 2 ∙ M može se kombinovati u RAID10 (minimalno - 4, maksimalno - 16). Niz od 10 diskova (5 x 2) može ostati zdrav ako do 5 tvrdih diskova pokvari.
zaključci
Računarska memorija je složen hardverski sistem koji, u zavisnosti od svoje funkcije, omogućava primanje, skladištenje, manipulaciju i izlaz podataka. Količina RAM-a i njegova frekvencija zaslužni su za performanse, brzinu i broj pokrenutih programa, a shodno tome i udoban rad korisnika. U slučaju integriranog grafičkog adaptera, dio RAM-a može biti dodijeljen za grafičke svrhe. Kada je računar uključen, RAM igra funkciju privremenog skladištenja podataka koje koristi procesor, jer se nakon nestanka struje gube sve informacije. Performanse računara zavise od dobro koordinisanog rada između RAM-a, matične ploče i procesora.
Za dugotrajno skladištenje informacija koriste se tvrdi diskovi (interni, eksterni) ili relativno nova vrsta memorije - SSD uređaji. Svaka vrsta medija ima svoje prednosti i nedostatke: cijena, pouzdanost pohranjivanja informacija i obim ostaju važan kriterij.
Da bi se zadovoljile potrebe korisnika u brzini pisanja/čitanja i pohranjivanja informacija, koriste se RAID nizovi - kombinovani više tvrdih diskova, kontrolirani posebnim RAID kontrolerom. Ovisno o vrsti veze, na nekima će se snimati nove informacije, a ostale će biti njihove kopije (zbog čega se stvara redundantnost).
Svaki RAID niz koji ostaje u funkciji u slučaju kvara jednog diska ima takav koncept kao vrijeme ponovne izgradnje - ovo je vrijeme tokom kojeg kontroler mora organizirati funkcioniranje novog diska u nizu.
7. Memorija- okruženje ili funkcionalni dio računara dizajniran za prijem, pohranjivanje i selektivno izdavanje podataka. Razlikovati operativnu, registarsku, keš memoriju i eksternu memoriju.
Funkcije i glavne karakteristike interne memorije računara
Unutrašnje pamćenje je memorija kojoj procesor može pristupiti direktno tokom rada i odmah je koristiti.
Interna memorija uključuje:
1. RAM(RAM, RAM, Random Access Memory) je uređaj za brzo skladištenje ne baš velike veličine, direktno povezan sa procesorom i dizajniran za pisanje, čitanje i skladištenje izvršnih programa i podataka koje ti programi obrađuju.
RAM se koristi samo za privremeno skladištenje podataka i programa, jer kada se mašina isključi gubi se sve što je bilo u RAM-u. Pristup elementima memorije sa slučajnim pristupom - to znači da svaki bajt memorije ima svoju individualnu adresu.
2. Skladiste(engleski cache) ili super-operativna memorija je vrlo brza memorija malog volumena, koja se koristi pri razmjeni podataka između mikroprocesora i RAM-a kako bi se kompenzirala razlika u brzini obrade informacija od strane procesora i nešto sporije RAM-a.
Keš memorijom upravlja poseban uređaj - kontroler, koji analizirajući izvršni program pokušava predvidjeti koji će podaci i instrukcije procesoru najvjerovatnije trebati u bliskoj budućnosti i pumpa ih u keš memoriju. U ovom slučaju su mogući i "pogoci" i "promašaji". U slučaju pogotka, odnosno ako su potrebni podaci upumpani u keš memoriju, oni se bez odlaganja preuzimaju iz memorije. Ako tražene informacije nisu u keš memoriji, procesor ih čita direktno iz RAM-a. Odnos pogodaka i promašaja određuje efikasnost keširanja.
Keš memorija je implementirana na statičkim memorijskim čipovima SRAM (Static RAM), koji su brži, skuplji i manjeg kapaciteta od DRAM-a (SDRAM). Moderni mikroprocesori imaju ugrađenu keš memoriju, takozvanu keš memoriju prvog nivoa od 8, 16 ili 32 kbajta. Osim toga, na matičnu ploču računara može se instalirati keš memorija drugog nivoa kapaciteta 256, 512 KB i više.
Trajno pamćenje(ROM, ROM, Read Only Memory - memorija samo za čitanje) - nepromjenjiva memorija koja se koristi za pohranjivanje podataka koji se nikada neće morati mijenjati. Sadržaj memorije se posebno "ušiva" u uređaj prilikom njegove proizvodnje za trajno skladištenje. ROM se može samo čitati.
Vrste eksterne PC memorije, njihove karakteristike i glavne karakteristike.
Eksterna memorija(VCU) je namenjen za dugotrajno skladištenje programa i podataka, a integritet njegovog sadržaja ne zavisi od toga da li je računar uključen ili isključen. Ova vrsta memorije ima veliki volumen i niske performanse. Za razliku od RAM-a, eksterna memorija nema direktnu vezu sa procesorom. Informacije od VCU do procesora i obrnuto kruže otprilike duž sljedećeg lanca:
Eksterna memorija računara uključuje:
1. Hard disk(tvrdi diskovi, HDD) - vrsta trajne memorije. Za razliku od RAM-a, podaci pohranjeni na hard disku se ne gube kada se računar isključi, što ga čini idealnim za dugotrajno skladištenje programa i datoteka sa podacima, kao i najvažnijih programa operativnog sistema. Ova mogućnost (očuvanje informacija netaknutih i sigurnih nakon isključivanja) omogućava vam da izvadite tvrdi disk iz jednog računara i ubacite ga u drugi.
Vinčester ili čvrsti disk je najvažniji deo računara. Pohranjuje operativni sistem, programe i podatke. Bez Windows operativnog sistema ne možete da pokrenete računar, a bez programa ne možete ništa da uradite kada se već pokrenuo. Bez baze podataka, svaki put ćete morati ručno unositi podatke.
2. Disk jedinice (flopi disk jedinice (floppy disk drives), engleski FDD) su dva glavna tipa - za velike diskete (5,25 inča, ponekad pišu - 5,25"), i za male (3,5 inča, 3, 5") . Disketa od pet inča može, ovisno o vrsti, držati od 360 informacija (360 hiljada znakova) do 1,2 MB. Tri inča, iako manji, sadrže više informacija (720 KB - 1,44 MB). Osim toga, cipele od 3 inča su zatvorene u plastičnu kutiju i stoga ih je teže slomiti ili gužvati. Standardni disk drajv za moderne računare je mali (3,5-inčni) flopi disk drajv. Otuda i njegovo ime u kompjuterskom sistemu - 3,5 A.
3. Laserski pogoni (CD-ROM i DVD-ROM) koriste optički princip čitanja informacija.
Laserski CD-ROM (CD - Compact Disk) i DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk) diskovi pohranjuju informacije koje su na njima snimljene tokom procesa proizvodnje. Pisanje novih informacija im je nemoguće, što se ogleda u drugom dijelu njihovih imena: ROM (Real Only Memory - samo za čitanje). Takvi diskovi se proizvode štancanjem i imaju srebrnu boju.
Postoje CD-R i DVD-R (R za snimanje) zlatne boje. Informacije na takvim diskovima mogu se snimiti, ali samo jednom. CD-RW i DVD-RW (RW - ReWritable) diskovi, koji su platinasto obojeni, mogu se upisivati više puta.
4. Pogoni magnetne trake (trake) i prenosivi diskovi
Tape streamer je uređaj za pravljenje rezervnih kopija velikih količina informacija. Kao nosač ovdje se koriste kasete sa magnetnom trakom kapaciteta 1 - 2 GB i više.
Streameri omogućavaju snimanje ogromne količine informacija na malu kasetu. Hardverski alati za kompresiju ugrađeni u streamer omogućavaju vam da automatski komprimirate informacije prije nego što ih napišete i vratite ih nakon čitanja, što povećava količinu pohranjenih informacija.
Nedostatak streamera je njihova relativno mala brzina pisanja, pretraživanja i čitanja informacija. Trenutno su streameri zastarjeli i stoga se rijetko koriste u praksi.
Memorija računara je poseban uređaj za snimanje i pohranjivanje različitih vrsta podataka. Postoje dvije vrste memorije u računarskom uređaju: operativna i trajna (interna i eksterna).
Memorija sa slučajnim pristupom je brza vrsta memorije koja vam omogućava pisanje i čitanje podataka velikom brzinom, ali se istovremeno informacije u njoj pohranjuju samo kada je računarski uređaj uključen, odnosno kada mu se napaja struja. Upravo ta nijansa čini RAM neprikladnim za dugotrajno skladištenje informacija. Isključite računar - i sve informacije iz RAM-a će biti izbrisane. Svrha RAM-a je zapisivanje i čitanje informacija velikom brzinom od strane instaliranih programa i operativnog sistema. Dizanje računara pri pokretanju je samo učitavanje programa potrebnih za rad u RAM. Postoji nekoliko vrsta RAM-a: SDRAM, DDR, DDR2, DDR3. Svaki naredni tip memorije je poboljšanje u odnosu na prethodni i omogućava novoj memoriji da radi većom brzinom. Trenutno moderni računari koriste DDR3 RAM. Izbor RAM-a zavisi od konektora na matičnoj ploči. Trajna memorija je vrsta memorije koja vam omogućava pohranjivanje informacija čak i kada je računar isključen. Najčešći tip trajne memorije su HDD-ovi. Predstavljaju jedan ili više magnetnih diskova koji rotiraju ogromnom brzinom (od 5 do 12 hiljada okretaja u minuti) i glave dizajnirane za čitanje i pisanje informacija. HDD-ovi su pouzdani medij za pohranu podataka, omogućavaju vam pisanje i čitanje informacija ogroman broj puta. Jedina mana im je što su vrlo podložni udarcima, padovima i drugim mehaničkim utjecajima, posebno u vrijeme rada. Solid-state diskovi (SSD) postaju sve popularniji. Ova vrsta trajne memorije nastala je iz USB fleš diskova. Glavne prednosti i nedostaci SSD diskova:- imaju nekoliko puta veću brzinu čitanja i pisanja od HDD-a;
- nije podložan mehaničkom naprezanju;
- cijena SSD diskova je nekoliko puta veća od naknade za HDD;
- imaju konačan broj ciklusa čitanja i pisanja.
Svaka vrsta računarske memorije ima svoje prednosti i nedostatke, ali postoje neke bez kojih računar neće raditi. CD-ovi i DVD-ovi, USB fleš disk, prenosivi čvrsti disk su opcione komponente u sistemskoj jedinici, a uređaj neće raditi bez RAM-a i lokalnog čvrstog diska.
